Influence of atmospheric conditions on Propionibacterium freudenreichii DSM 20271T surfaceome expression

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202009034023
Title: Influence of atmospheric conditions on Propionibacterium freudenreichii DSM 20271T surfaceome expression
Author: Sillanpää, Annika
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Nutrition
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202009034023
http://hdl.handle.net/10138/319041
Thesis level: master's thesis
Degree program: Elintarviketieteiden maisteriohjelma
Master's Programme in Food Sciences
Magisterprogrammet i livsmedelsvetenskaper
Specialisation: ei opintosuuntaa
no specialization
ingen studieinriktning
Abstract: Tieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että bakteerien pintaproteiinien ja isännän välisellä viestinnällä on merkittävä rooli bakteerien kykyyn sopeutua ruoansulatuskanavan vallitseviin olosuhteisiin, kiinnittyä suoliston limakalvoille sekä muihin propionibakteerien potentiaalisiin terveyshyötyihin. Viimeisimmät saavutukset Propionibacterium freudenreichii -kantojen proteomitutkimuksissa ovat keskittyneet pintaproteiinien tunnistamisen optimointiin ja osoittaneet, että P. freudenreichii pinnalla on proteiineja, jotka oletettavasti osallistuvat bakteerin ja isännän väliseen vuorovaikutukseen, sekä proteiineja, joilla on anti-inflamatorista aktiivisuutta. Tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään millaisia vasteita P. freudenreichii DSM 20271 tyyppikannan proteomissa tapahtuu, kun bakteerikantaa kasvatetaan aerobisissa ja anaerobisissa kasvuolosuhteissa. Eksponentiaalisen kasvunvaiheen saavuttaneet bakteerisolut altistettiin trypsiini-käsittelylle, jossa proteiinit hajotettiin entsymaattisesti peptideiksi. Irrotetut peptidit analysoitiin LC-MS/MS -menetelmän label-free quantification (LFQ)- sovelluksella. Tässä työssä osoitettiin, että anaerobiset ja aerobiset kasvuolosuhteet vaikuttavat merkittävästi proteiinien ekspressiotasoon. Kaiken kaikkiaan yli sadan proteiinin ekspressiotaso muuttui tilastollisesti merkittävästi kasvuolosuhteiden vaihdoksilla, joista suurimman osan ei ennustettu sisältävän klassisia tai ei-klassisia sekreetiomotiiveja. Pintaproteiinianalyysin perusteella merkittävä osa proteiineista oli sytoplasmisia proteiineja ja edelleen on selvittämättä, kuljetetaanko nämä trypsinoitujen proteiininäytteiden sytoplasmiset proteiinit bakteerien pintakerroksiin vielä heikosti karakterisoidulla mekanismilla palvellakseen siellä tiettyä ns. moonlighting- tehtävää. Osa tunnistetuista pintaproteiineista, joiden ekspressiotaso oli hapellisissa olosuhteissa korkeampi, on aiemmin tunnistettu muissa bakteerilajeissa olevan osallisina yleisen stressivasteen kontrolloinnissa (ClpP, ClpB ja Ctc) ja vähentämässä reaktiivisia happiyhdisteitä (Tpx, AhpC ja AhpF).The scientific data has demonstrated that surface-associated proteins have a significant role affecting the adaptation to GIT environment, adherence to the intestinal mucus and other potential health benefits occurring through cross-talk of propionibacteria and the host. The reported achievements on the complementary proteomic approaches optimize the accuracy of surface protein identification and surface proteins related to anti-inflammatory activities and adhesion has been identified from Propionibacterium freudenreichii strains. Thus, the aim of this thesis was to compare the effect of atmospheric conditions on surfaceome expression of the P. freudenreichii type strain DSM 20271. Bacterial cultures cultivated in aerobic and anaerobic atmosphere were harvested at the mid-exponential phase of growth. Samples were subjected to gel-free proteomic analysis, based on direct analysis of peptides acquired by trypsin cell-surface shaving followed by identification of released surface-attached proteins and peptides using LC-MS/MS and label-free quantification. It was demonstrated in this work that different atmospheric conditions highly influenced the protein expression patterns. Overall, the expression of more than a hundred proteins were affected by the change of environmental condition, of which the majority were predicted not to include either classical nor non-classical secretion motifs. It is still unresolved question if these cytoplasmic proteins in the shaved-fraction could be transported to the bacterial surface area by uncharacterized mechanisms to serve a specific moonlighting function. Few of the identified proteins, most of which were up-regulated in aerobic growth condition, were already described in other bacterial species to be involved with general stress response (ClpP, ClpB, and Ctc) and reduction of reactive oxygen species (Tpx, AhpC, and AhpF).
Subject: surfaceome
surface-attached
proteomics
P. freudenreichii
anaerobic
aerobic
Full text embargoed until: 2022-08-01


Files in this item

Files Size Format View

Embargo on files ends: 2022-08-01

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record